炭黑在异戊橡胶中的分散及其对动静态性能的影响北大核心CSCD

橡胶在使用时往往需要在生胶中加入填料颗粒以提高其力学强度,填料在橡胶中的分散状态对其使用性能有显著影响。为了明晰填料分散状态对橡胶动静态性能的影响规律,设计了不同的胶料混炼工艺,进而获得具有不同分散程度的橡胶材料,并对其分散等级、颗粒聚集体尺寸分布、胶料硫化性质、橡胶拉伸以及疲劳等性质进行了系统研究。结果表明,在所研究的密炼时间4~16 min范围内,随着密炼时间的延长,填料在基体中的分散度等级有较大程度的提高,密炼时间为16 min时填料分散等级达到了8.1级,胶料的门尼粘度下降显著,但胶料的拉伸性能变化不明显,而动态疲劳性能得以显著改善。随着开炼包辊时间的延长,填料在基体中的分散度等级呈先升高后降低的趋势,橡胶的动态疲劳性能也先升高后降低,当开炼包辊时间为20 min时,硫化胶的伸张疲劳寿命达到4×10~4次,继续延长包辊时间硫化胶的伸张疲劳寿命下降至2.3×10~4次;但是胶料整体的拉伸性能变化不明显。由此可见,通过调整混炼工艺可以改善填料在橡胶基体中的分散状态,进而提高胶料的疲劳性能。     

改性炭黑及其增强橡胶的研究

从炭黑在橡胶中的应用出发,介绍了炭黑的结构、各种炭黑改性的方法以及改性炭黑对橡胶物理机械性能的影响。     

天然橡胶原位接枝炭黑的分散性研究

采用原位固相接枝方法,使在高温和强剪切作用下降解的天然橡胶接枝到炭黑表面.采用透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)等方法观察了接枝前后的炭黑粒子形貌变化,发现未接枝炭黑以微米级的附聚体形式存在,而由于炭黑聚集体被强剪切力部分破坏,接枝炭黑的聚集程度明显减弱,粒子的尺寸减小.采用激光光散射粒度仪对接枝前后炭黑的粒度进行分析,接枝炭黑的体积平均粒径为164 nm,远小于测得的原炭黑的粒径797 nm.采用沉降法、透光率法及zeta电位测量研究了接枝改性对炭黑在溶剂中的分散性及分散稳定性的影响,结果表明,接枝炭黑在接枝分子的溶剂中的分散性变好,分散稳定性提高.     

炭黑N134在不同橡胶基体中的分散及其混炼工艺调控

以炭黑N134作为填料,对比了异戊橡胶、丁苯橡胶及仿生橡胶3种体系下混炼工艺对硫化胶性能的影响,并针对仿生橡胶体系炭黑分散度低的问题,对混炼工艺进一步优化,从而提高分散度和动静态性能.结果表明,在所研究的密炼时间范围内,随着密炼时间的延长,异戊橡胶体系和丁苯橡胶体系的分散等级由原本的1级左右提升至6级以上.但延长密炼时间并未明显提升仿生橡胶体系的炭黑分散度.针对该问题引入塑炼和包辊工艺,仿生橡胶炭黑分散性明显提高.随炭黑分散等级的增加, 3种橡胶体系的伸张疲劳性能均得到了较大改善.其中仿生橡胶生胶经塑炼后,门尼黏度和重均分子量均明显下降,表明塑炼对于增强胶料的加工性能有明显作用.相同炭黑混炼时间下,随着塑炼时间的延长,硫化胶佩恩效应也增强,这主要是由于炭黑分散程度的提高使得炭黑与橡胶基体的有效接触面积增加,进而在一定程度上增加了界面结合胶的含量.     

高均一性聚丙烯/炭黑薄膜的制备及炭黑分散性的定量表征

采用熔融共混-母粒稀释技术,辅以高效动态混合器制备了炭黑含量为2.2%与3.3%的两种聚丙烯/炭黑薄膜.基于扫描电镜(SEM)与光学显微镜(OM)图像,首次利用Image J图像分析软件定量表征了炭黑在薄膜中的分散与分布.SEM分析结果表明,炭黑含量为2.2%的膜中粒子的平均面积为0.220 μm2,且面积严格服从指数...     

纳米CeO2的制备及其在PMMA中的分散

制备得到一Ce-三乙醇胺(TEA)配合物,以该配合物作为制备纳米CeO2的前驱体.将甲基丙烯酸甲酯(MMA)分散于配合物水溶液中,然后在同一反应器中依次进行水解、乳液聚合反应,得到纳米CeO2分散于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基质中的复合物粉末.分别运用XRD,TEM,TGA和DSC对复合物进行了表征.结果表明,纳米CeO2粒径为3～5nm,其均匀分散于聚合物基质中且单分散性良好.聚合物的热稳定性和玻璃化温度得到提高.     

纳米炭黑复合涂料的制备及其耐蚀性能

纳米炭黑复合涂料的制备及其耐蚀性能;纳米炭黑;复合涂料;制备;耐蚀性     

乙烯基单体在炭黑表面上的接枝聚合

讨论了分别在铈离子体系，正丁基锂体系，过渡金属离子乙酰丙酮铜（Ⅱ）以及焦磷酸络锰（Ⅲ）体系的作用下，炭黑与乙烯基单体的接枝聚合．研究了引发剂浓度、单体浓度、反应时间对接枝聚合反应的影响．利用ＦＴ ＩＲ分析确证了炭黑表面的接枝反应，利用ＴＥＭ表征了接枝炭黑的形态．结果表明，在所研究的多种炭黑表面接枝聚合体系中，正丁基锂体系的接枝率最高，可达２００％．而各种氧化还原体素的接枝率只能达到３０％左右．表面接枝后的炭黑在介质中的分散稳定性明显改善．     

纳米CeO2的表面改性及其在聚丙烯中的分散性研究

选用4种不同的偶联剂以无水乙醇为溶剂对纳米氧化铈进行表面处理,测定处理好的样品分别在环己烷中的分散性.选择经不同偶联剂处理过的样品在环己烷体系中分散效果最好的比例与聚丙烯切片共混,在扫描电镜上观察共混物断面纳米CeO2的分散情况.结果表明,表面处理有利于纳米氧化铈在聚丙烯中的分散,其中以钛酸酯3#比例为8%时处理的效果最好.钛酸酯3#处理后样品的红外光谱表明,纳米CeO2与偶联剂发生了化学键合作用,它们之间并不是简单的物理包覆.     

导电炭黑在聚丙烯/极性聚合物体系中的选择性分散及其对导电性能的影响

以聚丙烯(PP)和极性聚合物的共混物为基体材料,以导电炭黑为填料,通过熔融共混制备导电复合材料。探讨了导电炭黑在两相基体中的分散情况以及双基体各组分比例对复合体系结构形态和导电性能的影响。SEM测试结果表明:炭黑粒子选择性地分散在极性乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)树脂或尼龙6(PA6)中。EAA相在PP基体中呈棒状伸长结构,且随着EAA树脂含量的增大,在PP基体中形成更多更为连续的棒状伸长结构,使体积电阻率迅速下降。当在体系中加入PA6,mPP/mPA6=80/20时,PA6在PP基体中形成相互连接的纤维状分散结构,显著降低了复合体系的体积电阻率。电性能测试结果表明:材料在相同导电炭黑含量下的体积电阻率相对单基体体系可降低3~7个数量级。     

氯化炭黑中氯的分析方法

提出了改性炭黑－氯化碳黑的分析方法,即样品在管式炉中通氧灰化,使结合在炭黑有机官能团上的氯转化为可测定的无机氯,用吸收液吸收后,汞量法测定氯含量,方法简便快速,准确度高,回收率在９６．８％－１０１．７％,精密度好,相对标准偏差为１．１７％,不需用特殊仪器,适合工业生产中的监控分析。     

纳米微晶纤维素对炭黑补强天然橡胶力学性能和动态性能的影响

采用酸水解工业微晶纤维素(MCC)制备纳米微晶纤维素(NCC),将其与天然胶乳共凝沉,混炼时加入炭黑(CB),制备了天然橡胶(NR)/NCC/CB复合材料,研究了NR/NCC/CB和NR/NCC/CB/RH(间苯二酚-六亚甲基四胺络合物)复合材料的力学性能和动态性能,并与NR/CB体系的性能进行对比.结果表明NCC可以均匀分散在天然橡胶基体中,且依拉伸方向取向,随着NCC替代炭黑的份数增加,Payne效应减弱,说明NCC本身并不构成强的填料网络,NR/NCC/CB与NR/CB比较,前者整体的网络化程度减弱,体系的损耗因子变化不大,NCC的加入改善了NR/CB的力学性能和抗屈挠龟裂性能,降低压缩疲劳温升和压缩永久形变,当NCC取代5～20 phr CB后,仍然保持高耐磨炭黑补强天然橡胶的耐磨耗性能.动态力学性能显示NR/NCC/CB的玻璃化转变温度较NR/CB变化不大,0℃的tanδ略有下降的同时60℃的tanδ明显降低.NR/NCC/CB/RH体系的Payne效应较NR/NCC/CB明显减弱,力学性能、抗屈挠龟裂性能和耐磨耗性能进一步改善,体系的压缩疲劳温升和压缩永久形变更小.     

含磺酸基单体在炭黑表面接枝共聚合

近年来,炭黑粒子在水性体系中的分散稳定性倍受人们关注。研究认为影响炭黑分散稳定的主要因素为炭黑颗粒之间的相互作用力（包括电磁力、静电排斥力和空间位阻力等）和炭黑粒子与分散介质之间的相互作用力。目前,实现炭黑在水性体系中良好分散所采用的方法主要有炭黑氧化法、分散剂法和炭黑高分子接枝法,其中以炭黑高分子接枝方法效果最佳。     

用碳黑微电极伏安法测定多巴胺

研究了多巴胺(DA)在碳黑微电极上的电化学行为,试验结果表明,在pH 4.5(pH 3.8~5.2)的磷酸盐缓冲介质(PBS)中,多巴胺在伏安图0.21 V处的二阶导数峰高与其浓度在6×10-6~2×10-5mol.L-1之间保持线性关系,其检出限(3σ)为1×10-6mol.L-1;将此方法应用于多巴胺针剂试样的分析,测定结果的RSD值(n=5)均小于2.4%,用标准加入法做回收率试验,结果在96%~102%之间。此方法所测得结果与碘量法测得的结果之间无显著差异。     

碳纳米管/炭黑混杂填充聚甲醛复合材料导电性能研究

采用在转矩流变仪中熔融混合的方法制备了多壁碳纳米管(MWCNTs)和导电炭黑(CB)共同填充的聚甲醛(POM)导电复合材料,研究了材料的体积电阻率和导电填料用量之间的关系.用该体系的实验数据点对已发表的混合导电填料体系的定量关系式进行了验证,结果表明实验数据点和理论预测略有偏差.为方便实际应用,把混合导电填料体系的定量关系式加以发展,推导出逾渗值和两种导电填料质量比之间的关系式,并绘出了工作曲线.设计实验对工作曲线进行了验证,结果表明工作曲线对实践具有指导意义.     

原位接枝炭黑/天然橡胶复合材料的制备及性能

采用原位固相接枝方法,使在高温和强剪切作用下降解的天然橡胶接枝到炭黑表面.通过对接枝前后炭黑填充天然橡胶的性能对比发现,原位接枝炭黑不但能提高天然橡胶的硫化速度,还能提高拉伸强度,定伸应力和撕裂强度等;动态力学性能的测试结果表明接枝炭黑填充的天然橡胶中接枝炭黑网络化程度较低,这些结果主要归因于接枝炭黑在橡胶基体中分散性的改善及炭黑与橡胶之间作用力的增加.     

丙烯酸在炭黑表面接枝聚合研究

丙烯酸在炭黑表面接枝聚合研究吴壁耀，刘安华，邵兰英，蒋子铎（武汉化工学院精细化工系，武汉，４３００７３）关键词接技聚合，炭黑，Ｚｅｔａ电位，表面改性炭黑是由大量的原生粒子聚集而成的．该聚集体表面积大、表面又含有丰富的极性基因，故在炭黑／涂料树脂体系中...     

硝基苯在纳米炭黑上的吸附特征

利用炭黑作吸附剂,考察吸附质流速和硝酸处理浓度对炭黑吸附有机废水中硝基苯的影响,确定了最佳吸附处理条件,比较了不同炭素材料的吸附性能。实验结果表明:与炭管、椰壳活性炭和颗粒活性炭3种炭素材料相比,炭黑对硝基苯具有更佳的吸附性能。XRD、BET表征结果表明炭黑表面存在大约40nm介孔结构,毛细凝聚在吸附中起到了重要作用。